دلایل افزایش تلفات در موتورهای بازپیچی

سه دلیل عمده باعث افزایش تلفات موتورهای بازپیچی است. 1-افزایش در تلفات آهنی 2-تلفات مسی 3-ملاحظات مکانیکی که در این مقاله تشریح شده اند.

دلایل افزایش تلفات در موتورهای بازپیچی

 

سالیانه در پادشاهی متحد (انگلستان، ولز، ایرلندشمالی و اسکاتلند) تقریبا تعداد 300000 دستگاه الکتروموتور بازپیچی می شود. رنج متوسط توان این موتورها 12 کیلووات است، از اینرو توجه به بازده موتورهای بازپیچی شده بشدت مهم است. افت راندمان موتور بازپیچی شده، بستگی به تکنیکها، فرآیند و مهارت بکار رفته در بازپیچی دارد. و معمولا این افت راندمان بین 1 تا 2 درصد است.

در ادامه دلایل این افزایش تلفات تشریح شده است. اگر مساله انتخاب بین بازپیچی یک موتور راندمان معمولی و خریدن یک موتور جدید راندمان بالا باشد. اختلاف راندمان بین 4 تا 5% در بار کامل به نفع موتور راندمان بالا است. موتور راندمان بالا علاوه بر آن طول عمر بسیار بیشتری خواهد داشت.

عموما سه عامل بر راندمان موتورهای بازپیچی شده تاثیر گذار است. در ادامه این عوامل مورد بحث و بررسی بیشتر قرار گرفته است.

  1. افزایش در تلفات آهنی
  2. تلفات مسی
  3. ملاحظات مکانیکی

 

1- افزایش در تلفات آهنی

افزایش در تلفات آهنی می تواند به دلایل زیر رخ دهد.

  • آسیب مکانیکی به هسته
  • آسیب حرارتی به هسته
  • تغییرات الکترومغناطیسی

تنش مکانیکی در هسته باعث افزایش تلفات هیسترزیس خواهد شد. ممکن است هسته به صورت فیت درون فریم جا خورده باشد. انجام چکش کاری دندانه های استاتور به عقب پس از لخت کردن آن باعث افزایش ناحیه ای هیسترزیس در نتیجه تنش باقیمانده در آن ناحیه می گردد.

در صورتیکه عایق بین لمینیشن های مجاور آسیب دیده باشد تلفات جریان گردابی افزایش خواهد یافت. بطور مثال این حالت می تواند با فرورفتن ورقه ها در یکدیگر با براده برداری یا با ضربات ناگهانی ایجاد شود.

در شکل زیر ورقه های فولاد آسیب دیده نشان داده شده اند. شیارهای عمودی در اصل باید در خط مستقیم باشند، نه منقطع به صورت نشان داده در عکس. در این حالت لبه های آنها تیز و برنده بوده و به آسانی می توانند عایق سیم پیچی استاتور را شکافته و به یکدیگر اتصال کوتاه کنند. در این حالت به جای موتور یک مدار گرمایشی الکتریکی ایجاد می شود.

لمینیشن آهن آسیب دیده موتور

شکل (1) : هسته استاتور آسیب دیده، ورقه ها با ضربه جابجا شده اند.

نوک دندانه های استاتور و سطح روتور بسیار آسیب پذیر هستند، از آنجاییکه هر دو آنها حامل شارهای هارمونیکی فرکانس بالا هستند. با براده برداری (زیر سایز بردن) آنها به منظور برطرف کردن خرابی از آنجایی که باعث افزایش فاصله هوایی و کاهش راندمان می شود، انجام این کار بندرت قابل قبول است.

آسیب حرارتی به عایق اکسیدی یا لاک بین ورقه ها معمولا یکی از دلایل متداول افزایش تلفات آهنی هنگام بازپیچی موتور است. کارهای تحقیقاتی که اخیرا درباره افزایش تلفات مرتبط با بازپیچی انجام شده است بیانگر این است که تحت شرایط به دقت کنترل شده اندازه گیری های انجام شده بر روی تعدادی از موتورها نشان می دهد که برای فولادهای متعارف درجه حرارت نباید از 380 درجه سانتیگراد بیشتر شود.

در موتورهای با راندمان خیلی زیاد از ورقه های فولاد خیلی نازک با کیفیت بالا استفاده می کنند. که با یک لایه فیلم خیلی نازک لاک پوشیده شده است در این موتورها هنگام آزمون در دمای رنج 350 تا 400 درجه سانتیگراد افزایش زیادی در تلفات مشاهده نشد.

اغلب موتورها به گونه ای طراحی شده اند که چگالی شارهای عبوری از هسته استاتور و روتور آنها در قسمت زانویی منحنی مغناطیسی قرار گرفته است. اگر مشخصات سیم پیچی پس از بازپیچی تغییر یابد، برای مثال تعداد دور سیم پیچ کاهش یابد، چگالی شارژ و متعاقب آن تلفات افزایش خواهد یافت.

 

 

 

منحنی مغناطیسی

شکل (2) : منحنی مغناطیسی هسته الکتروموتور

2 - تلفات مسی

تلفات مسی استاتور عمده ترین تلفات (در بار کامل) در اغلب موتورهای القایی است. ممکن است به منظور ساده کردن بازپیچی طرح و الگوی سیم پیچی تغییر پیدا کند، به منظور چنین تغییراتی، تعمیرکار بایستی تاثیر چگالی شار و مقاومت را مورد توجه قرار داد. تلفات مسی استاتور (به عنوان تلفات I2R نیز شناخته می شود) با عبور جریان از مقاومت سیم پیچی استاتور به صورت گرما اتلاف می گردد. تکنیکهای کاهش دادن این تلفات شامل بهینه سازی طراحی سطح مقطع هادی های استاتور و سرکلاف سیم پیچها است. تلفات روتور معلول جریانهای روتور و تلفات آهنی است. تلفات روتور با اقداماتی نظیر افزایش دادن اندازه میله های هادی و رینگهای انتهایی (end rings) برای ایجاد مقاومت کمتر کاهش می یابد. تلفات پراکندگی بار ناشی از شارهای نشتی القا شده از طریق جریانهای بار است. این تلفات را می توان با اصلاح هندسی شیار موتورهای بازپیچی شده کاهش داد.

3 – ملاحظات مکانیکی

هم مرکز بودن روتور و استاتور خیلی مهم است. بسیار اتفاق می افتد که در هنگام سرویس موتور شفت متال اسپری شده و یا هوزینگ بلبرینگ (محل نشیمنگاه بلبرینگ) آسیب دیده است. از اینرو بایستی بطور ویژه دقت شود که هم مرکز بودن استاتور و روتور حفظ شود. خطای ایجاد شده در حداقل و حداکثر مقدار فاصله هوایی نباید بیشتر از نسبت 1:1.25 باشد که این پارامتر به طور معکوس بر راندمان تاثیر می گذارد. در هنگام جایگزینی یاتاقان و روان کننده های موتور بایستی از اقلامی مطابق با مشخصات مواد و قطعات اصلی استفاده گردد. و تعمیر کار باید آگاه باشد که در موتورهای راندمان بالای جدید معمولا از یاتاقانهای جدید و پیچیده استفاده شده است.

در پایان پیشنهاد ما به شما عزیزان این است که جهت دریافت اطلاعات تکمیلی از 

1- ساختمان موتورهای القایی سه فاز

2- سیزده دلیل اصلی خرابی موتورها

3- قواعد تعمیر و نگهداری الکتروموتورها

 دیدن نمایید.

مرجع: www.electrical engineering portal.com  

نظرات کاربران

Responsive image
محسن
1396/04/30

سلام مهندس، خیلی آموزنده بود. میشه لطفا شرح بدهید که ما در نهایت موتور را بازپیچی بکنیم یا خیر؟

Responsive image
محمدرسول کریمی(مدیر سایت)

سلام محسن جان

مساله بازپیچی یا خرید موتور جدید به پارامترهای مختلف نظیر اندازه، راندمان موتور و در دسترس بودن امکان سفارش گذاری و عوامل مختلف دیگر بستگی دارد. اما در مورد موتورهای لوازم خانگی که کمتر از یک اسب بخار هستند نظیر کولرها، فنها، پمپها و ... توصیه من خرید موتور جدید و نو است.

Responsive image
حامد مقصودي
1395/10/25

سلام و عرض ادب بسيار عالي بود خيلي ممنونم اقاي مهندس كريمي عزيز ارزوي موفقيت روزافزون براي شما دارم

Responsive image
حامد مقصودي
1395/10/25

سلام و عرض ادب بسيار عالي بود خيلي ممنونم اقاي مهندس كريمي عزيز ارزوي موفقيت روزافزون براي شما دارم

Responsive image
محمد علی سحابی
1395/10/23

سلام موفق باشید سپاس

نظر خود را ثبت نمایید

CAPTCHA code